Чугуны. Классификация, маркировка, области применения.

Чугуны. Классификация, маркировка, области применения.

Чугуны. Чугунами называются сплавы железа с углеродом и некоторыми другими элементами(Si, Mn, S, P), причем содержание углерода в чугунах более 2, 14 %.

В зависимости от того, в какой форме присутствует углерод в сплаве, чугуны подразделяются на белый, серый.

Белыми называются чугуны, в которых весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементитаFe3C. Из-за большого количества цементита белые чугуны имеют высокую твердость (НВ 450-550) и хрупкость.

Серыми называются чугуны с пластичной формой графита. Чугуны являются сплавами со сложным химическим составом, содержащими C, Si, Mn, S, P. Содержание этих элементов колеблется в следующих пределах C = 2, 2 – 3, 7 %, Si = 1-3%, Mn = 0, 2-1, 1%, P = 0, 12-0, 3%, S =0, 02- 0, 15 %. По структуре серый чугун делится на три вида: - серый ферритный со структурой феррит + графит, в этом чугуне весь углерод находится в виде графита; - серый феррито - перлитный со структурой феррит + перлит + графит; в этом чугуне количество связанного графита менее 0.8%;.-серый перлитный со структурой перлит + графит; в этом чугуне количество связанного графита составляет ~ 0.8%;

Чугуны нашли широкое применение в качестве машиностроительных материалов благодаря сочетанию высоких литейных свойств, достаточной прочности, износостойкости, а так же относительной дешевизны. Чугуны используются для производства качественных отливок сложной формы (станины станков, корпуса приборов и т.д.).. Из-за большого количества цементита белые чугуны имеют высокую твердость (НВ 450-550) и хрупкость, поэтому используются только для изготовления износостойких деталей типа шаров мельниц, звездочек в галтовочных барабанах, облицовочных плит для щековых дробилок, прокатных валков с отбеленной поверхностью и т. д

Стали. Классификация по способу производства, качеству. Их маркировка, области применения.

  Стали, общие сведения
Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержание до 1, 7% углерода. Кроме того, в состав сплава обычно входят марганец, кремний, сера и фосфор; некоторые элементы могут быть введены для улучшения физико-химических свойств специально (легирующие элементы). Стали, классифицируют по самым различным признакам. Рассмотрим следующие:

В зависимости от содержания вредных примесей: серы и фосфора-стали подразделяют на: 1) Стали обыкновенного качества, содержание до 0.06% серы и до 0, 07% фосфора. 2) Качественные стали - до 0, 035% серы и фосфора каждого отдельно. 3) Высококачественные стали - до 0.025% серы и фосфора. 4) Особовысококачественные стали, до 0, 025% фосфора и до 0, 015% серы.

 

В зависимости от химического состава различают, стали углеродистые (ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-75) и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79). В свою очередь углеродистые стали могут быть:
а) малоуглеродистыми, т. е. содержащими углерода менее 0, 25%;
б) среднеуглеродистыми, содержание углерода составляет 0, 25-0, 60%
в) высокоуглеродистыми, в которых концентрация углерода превышает 0, 60%. Легированные стали подразделяют на: а) низколегированные содержание легирующих элементов до 2, 5%; б) среднелегированные, в их состав входят от 2, 5 до 10% легирующих элементов; в) высоколегированные, которые содержат свыше 10% легирующих элементов.

Раздел 2. Металлургия.

Разливка металла

1. Разливку в изложницы подразделяют на два вида:

В изложницы сверху – металл наливается непосредственно из ковша (применяют для обычных углеродистых сталей). После заполнения каждой изложницы ковш транспортируют к следующей изложнице. Разливка сверху для рядовых марок стали является более экономичной, чем разливка сифоном

При сифонной разливке сталью заполняют сразу несколько изложниц (применяется при разливке высококачественных и легированных сталей).

2. Сущность способа непрерывной разливки заключается в том, что жидкую сталь непрерывно заливают в водоохлаждаемую изложницу без дна - кристаллизатор, из нижней части которого вытягивают затвердевший по периферии слиток с жидкой сердцевиной. Далее слиток движется через зону вторичного охлаждения, где полностью затвердевает, после чего его разрезают на заготовки определенной длины. (Главные преимущества: в уменьшении затрат ручного труда; в улучшении условий труда при разливке; в возможности автоматизации процесса разливки.)

Изложницы представляют собой чугунные формы, используемые для изготовления слитков.

Сварка плавлением

Электродуговая сварка. Необходимое для местного расплавления деталей и присадочного материала тепло образуется при горении электрической дуги между свариваемым металлом и электродом. По способу механизации сварка может быть ручная, полуавтоматическая и автоматическая. Механизированная (полуавтоматическая и автоматическая) сварка может быть под флюсом и в защитных газах.

Электрошлаковая сварка. Плавление основного металла и присадочного материала происходит за счет тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока через расплавленный шлак (в период установившегося процесса).

Электроннолучевая сварка. Сварка выполняется в камерах с разряжением до 10-4 — 10-6 мм рт. ст. Тепло выделяется за счет бомбардировки зоны сварки электронным потоком, приобретающим высокие скорости в высоковольтной установке, имеющей мощность до 50 квт. Анодом является свариваемая деталь, а катодом — вольфрамовая нить или спираль, нагретая до температуры 2300° С.

Газовая сварка. Основной и присадочный металлы расплавляются высокотемпературным газокислородным пламенем (температура до 3200° С).

Импульсно-дуговая сварка. Сущность способа состоит в том, что сварочный ток не сохраняет постоянную величину, а поступает в дежурную сварочную дугу определенными кратковременными импульсами.

Плазменная сварка. Плавление металлов осуществляется плазменно-дуговой струей, имеющей температуру выше 10 000° С.

Лазерная сварка. Сварка основана на использовании фотоэлектронной энергии. При большом усилении световой луч способен плавить металл. Для получения такого луча применяют специальные устройства — лазеры.

 

Сварка давлением

 

Контактная сварка. Место сварки разогревается или расплавляется теплом, образованным при прохождении электрического тока через контактируемые места изделий.

Ультразвуковая сварка. Сварка осуществляется за счет превращения при помощи специального преобразователя ультразвуковых колебаний в механические высокой частоты и применения небольшого сдавливающего усилия.

Сварка трением. Сварка заключается в том, что вследствие трения одного из свариваемых стержней о другой место соединения разогревается; при приложении осевого усилия соединяемые металлы свариваются.

Холодная сварка. Сварка основана на способности металла образовывать общие кристаллы при значительном давлении.

Газопрессовая сварка. Сварка осуществляется нагреванием концов стержней или труб по всему периметру окружности многопламенными горелками до пластического состояния или плавления с их последующим сжатием.

Термитная сварка. Процесс сварки заключается в том, что свариваемые детали закладываются в огнеупорную форму, а в установленный сверху тигель засыпается термит — порошок из алюминия и окиси железа. При горении термита окись железа восстанавливается, а образующийся при этом жидкий металл при заполнении формы оплавляет и соединяет кромки свариваемых изделий.

Сварка токами высокой частоты. Этот способ сварки основан на разогреве токами высокой частоты концов стыкуемых стержней или труб до пластического состояния с последующим приложением осевых усилий для получения неразъемного соединения.

 

При применении постоянного тока различают дугу прямой и обратной полярности. При прямой полярности отрицательный полюс силовой цепи - катод - находится на электроде, а положительный полюс - анод - на основном металле. При обратной полярности «плюс» на электроде, а «минус» на изделии.

Зажигание сварочной дуги

Перед зажиганием (возбуждением) дуги следует установить необходимую силу сварочного тока, которая зависит от марки электрода, типа сварного соединения, положения шва в пространстве и др.

Зажигание (возбуждение) производиться двумя способами. При первом способе электрод подводят перпендикулярно к месту начала сварки и после сравнительно легкого прикосновения к изделию отводят верх на расстояние 25 мм. Второй способ напоминает процесс, зажигая спички. При обрыве дуги повторное зажигание ее осуществляется впереди кратера на основном металле с возвратом к наплавленному металлу для вывода на поверхность загрязнений, скопившихся в кратере. После этого сварку ведут в нужном направлении.

5. Электроды и сварочная проволока. Назначение электродных покрытий, их примерные составы. Типы и марки электродов.

Сварочный электрод - стержень из электропроводного материала, предназначенный для подвода электрического тока, образования дуги, перемещения ее в пространстве и формирования сварочного шва.

Неплавящийся электрод - электрод, не расплавляющийся в процессе сварки.

Плавящийся электрод - электрод, расплавляющийся при сварке и служащий присадочным материалом.

Покрытый электрод - плавящийся электрод, на поверхности которого есть покрытие, неразрывно связанное с металлом электродного стержня.

Покрытие электрода - смесь веществ, нанесенная на металлический стержень для улучшения ионизации дуги, защиты расплавленного металла от воздуха, металлургической обработки сварочной ванны.

Сварочная проволока - проволока, используемая в качестве плавящегося электрода или присадочного металла при сварке плавлением.

По функциональным признакам компоненты электродного покрытия разделяют:

• Газообразующие:
• защитный газ;
• ионизирующий газ;
• Шлакообразующие:
• для физической изоляции расплавленного металла от активных газов атмосферного воздуха;
• раскислители;
• рафинирующие элементы;
• легирующие элементы;
• Связующие;
• Пластификаторы.

Чугуны. Классификация, маркировка, области применения.

Чугуны. Чугунами называются сплавы железа с углеродом и некоторыми другими элементами(Si, Mn, S, P), причем содержание углерода в чугунах более 2, 14 %.

В зависимости от того, в какой форме присутствует углерод в сплаве, чугуны подразделяются на белый, серый.

Белыми называются чугуны, в которых весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементитаFe3C. Из-за большого количества цементита белые чугуны имеют высокую твердость (НВ 450-550) и хрупкость.

Серыми называются чугуны с пластичной формой графита. Чугуны являются сплавами со сложным химическим составом, содержащими C, Si, Mn, S, P. Содержание этих элементов колеблется в следующих пределах C = 2, 2 – 3, 7 %, Si = 1-3%, Mn = 0, 2-1, 1%, P = 0, 12-0, 3%, S =0, 02- 0, 15 %. По структуре серый чугун делится на три вида: - серый ферритный со структурой феррит + графит, в этом чугуне весь углерод находится в виде графита; - серый феррито - перлитный со структурой феррит + перлит + графит; в этом чугуне количество связанного графита менее 0.8%;.-серый перлитный со структурой перлит + графит; в этом чугуне количество связанного графита составляет ~ 0.8%;

Чугуны нашли широкое применение в качестве машиностроительных материалов благодаря сочетанию высоких литейных свойств, достаточной прочности, износостойкости, а так же относительной дешевизны. Чугуны используются для производства качественных отливок сложной формы (станины станков, корпуса приборов и т.д.).. Из-за большого количества цементита белые чугуны имеют высокую твердость (НВ 450-550) и хрупкость, поэтому используются только для изготовления износостойких деталей типа шаров мельниц, звездочек в галтовочных барабанах, облицовочных плит для щековых дробилок, прокатных валков с отбеленной поверхностью и т. д

12345Следующая ⇒

Поделиться: